题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P从A点出发,在线段AB上以每秒3个单位长度的速度向B点运动,同时点Q从B点出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向C点运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,当PBQ存在时,求运动多少秒时,PBQ的面积最大?最大面积是多少?
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使以P,B,Q为顶点的三角形为直角三角形?若存在,求出t值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)运动1秒使PBQ的面积最大,最大面积是;(3)存在,或
【解析】
(1)把点A、B的坐标分别代入抛物线解析式,列出关于系数a、b的解析式,通过解方程组求得它们的值;
(2)设运动时间为t秒.利用三角形的面积公式列出S△PBQ与t的函数关系式.利用二次函数的图象性质进行解答;
(3)根据余弦函数,可得关于t的方程,根据解方程,可得答案.
解:(1)把点A(﹣2,0)、B(4,0)分别代入y=ax2+bx﹣3(a≠0),得
,
解得,
所以该抛物线的解析式为:;
(2)设运动时间为t秒,则AP=3t,BQ=t.
∴PB=6﹣3t.
由题意得,点C的坐标为(0,﹣3).
在RtBOC中,.
如图1,过点Q作QH⊥AB于点H.
∴QH∥CO,
∴BHQ∽BOC,
∴,即,
∴.
∴.
当PBQ存在时,0<t<2
∴当t=1时,.
答:运动1秒使PBQ的面积最大,最大面积是;
(3)如图2,
在RtOBC中,.
设运动时间为t秒,则AP=3t,BQ=t.
∴PB=6﹣3t.
当∠PQB=90°时,,
即,
化简,得17t=24,
解得,
当∠BPQ=90°时,
,
化简,得19t=30,
解得,
综上所述:或时,以P,B,Q为顶点的三角形为直角三角形.